畢業(yè)設(shè)計——固定螺桿的加工工藝分析

1、 固定螺桿的加工工藝分析【摘要】本文將對固定螺桿進行詳細的研究，研究內(nèi)容包括加工工藝的編制，加工刀具的選擇，數(shù)控程序的編制。該文中運用了UGCAD UG建模,文中主要涉及了固定螺桿的詳細加工工藝，毛坯的合理選擇,和毛坯的選擇原理,固定螺桿加工過程中的余量選擇和選擇的原理。本文對固定螺桿UG CAM上進行了詳細的分析研究。【關(guān)鍵詞】：加工工藝；數(shù)控編程；固定螺桿目錄引言1一、零件圖的加工內(nèi)容和工藝要求分析2（一）零件圖2（二）加工工藝路線2（三）確定毛坯尺寸3二、固定螺桿的數(shù)控加工工藝編制3（一）數(shù)控加工工藝方案制定3（二）確定裝夾方案3三、數(shù)控機床的選用3（一）選擇數(shù)控車床3（二）選擇加工中心

2、4四、刀具選擇5五、固定螺桿加工工藝卡6六、UG建模7（一）固定螺桿UG NX 建模7（二）固定螺桿UG NX自動編程8總結(jié)9參考文獻10附錄12引言 本文中的圖紙源自本人實習(xí)期間的安徽蚌埠中集安瑞科壓縮機有限公司，具有一定的代表性。我在該公司實習(xí)了9個月，從普通車床的操作到多軸的應(yīng)用操作，從劉波師傅那學(xué)了很多相關(guān)公司的知識和大學(xué)期間的知識的運用。15 一、零件圖的加工內(nèi)容和工藝要求分析（一）零件圖 所加工的零件圖如圖1-1所示。圖1-1 零件圖 根據(jù)零件圖，此零件的主要的加工內(nèi)容和加工要求如下：1圓柱面25，長度10mm。2圓柱面18，長度10mm。3圓柱面12，表面要求Ra1.6。4兩端面

3、總長保證40。5退刀槽3×10。6螺紋M12×1.256g。（二）加工工藝路線 本文中的固定螺桿的加工明確按照加工基準面和先主后次,先粗后精的加工原則，因而按如下的加工工藝路線進行加工。工序1：用三爪卡盤裝夾零件，伸出45mm，車端面。工序2：粗車固定螺桿的外圓12、18、25的圓柱面，留余量0.3。工序3：精車固定螺桿的外圓12、18、25的圓柱面，保證尺寸。工序4：切槽。工序5：粗車外螺紋。工序6：對外螺紋進行精加工。工序7：切斷工件。工序8：去毛刺，測量工件尺寸。工序9：粗銑平面。工序10：精銑平面。（三）確定毛坯尺寸 根據(jù)本文的加工余量，機械加工表面粗糙度要求大于等

4、于1.6，分析本文的固定螺桿的大致尺寸，前后兩邊間距圓柱面25長度10mm，圓柱面18長度10mm；圓柱面12表面要求Ra1.6。因而保證固定螺桿加工過程中的前后間距40mm，根據(jù)毛坯的選擇定律，因而確定毛坯的尺寸為長度60mm、直徑為30的35號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。二、固定螺桿的數(shù)控加工工藝編制（一）數(shù)控加工工藝方案制定由于本文中的固定螺桿的結(jié)構(gòu)外形,和各個表面的技術(shù)要求的不同性，由外到內(nèi)的由主到次的原則,用直徑20外圓車刀，對零件的外形進行粗車,形成3個階梯, 留0.5mm余量。根據(jù)尺寸精度對固定螺桿進行精車銑。在銑加工方面注意固定螺桿的設(shè)計基準作為定位基準進行多次裝夾，防止誤差。（二）確定裝

5、夾方案 該固定螺栓零件歸類于短軸零件，加工工藝基準選擇軸心線，用車床的自定心三爪卡盤裝夾，裝夾外圓25mm外圓左端，使工件伸出卡盤大于45mm，粗精加工一次性完成。 該固定螺桿的20的外圓端面有兩對稱平面.加工工藝基準選擇對稱圓直徑,有CNC加工中心平口鉗,裝夾固定螺桿兩端，對圓端面平面銑削，粗精加工一次性完成。 反向裝夾，用平口鉗如上裝夾固定螺桿,注裝夾過程中防止上平面與下平面不對稱,形成零件誤差,因而在裝夾上以加工完成的上平面為基準,用平口鉗裝夾固定螺桿兩端時注意保持加工的平面與CNC保持水平,經(jīng)過多次對刀防止誤差。粗精加工一次性完成。三、數(shù)控機床的選用（一）選擇數(shù)控車床 該數(shù)控臥式機床屬

6、于經(jīng)濟型的數(shù)控車床,該車床的導(dǎo)軌中運用了集中潤滑 系統(tǒng)的原理，機床是整體式,采用的是大致數(shù)控普車的排泄原理,機床換到的方式大致采用Z軸轉(zhuǎn)塔的方式，該車床的換刀速度快而且精度高,因此本文的工件選擇此類數(shù)控車床為加工車床。圖3-1CLK6140D數(shù)控車床表3-1 SLK6140D數(shù)控車床參數(shù)中心高mm205最大回轉(zhuǎn)直徑mm400刀架最大回轉(zhuǎn)行程mm210刀架最大回轉(zhuǎn)行程mm280轉(zhuǎn)速50HZ25-1600轉(zhuǎn)/分 12級刀桿截面尺寸mm20x20縱向進給量mm0.04-2.16mm頂尖套最大移動量mm130mm橫向最大移動量mm±10mm電機kw4.5中心距mm750主機外形mm2200x

7、900x120重量kg1600（二）選擇加工中心在加工固定螺桿的加工過程中，由于CK數(shù)控車床無法車銑復(fù)合,因而選擇CNC加工中心來加工平面。圖3-2CNC加工中心表3-2 TLV600CNC加工中心參數(shù)表工作面積 mm1700*900工作臺最大荷重 kg2000T型槽 (槽*寬*中心距) mm8*18*100軸行程 mm1500Y軸行程mm800Z軸行程 mm900主軸鼻端至工作臺面 mm120-900主軸轉(zhuǎn)速 rpm6000刀具數(shù)量 只24刀具交換方式刀臂式切削進給速度 mm/min1-8000刀具規(guī)格 BT-50BT-50四、刀具選擇T01選擇90°外圓刀。由于90°對

8、車刀的影響不大，加工外圓工件溫度降低至室溫時也不會影響零件的加工精度,工件的收縮量也只有在0.05mm很微弱的差上，不會影響加工余量的精度因而選擇90°外圓刀 而不使用其他外圓刀。T02選擇螺紋車刀。由于本文中的加工固定螺桿的外螺紋需要用及螺紋刀，在螺紋刀上選擇外螺紋刀，由于本文中固定螺桿的加工主要涉及到的只有外圓的螺紋因而沒有用到內(nèi)螺紋刀，螺紋刀是高速鋼材料磨成的螺紋車刀，加工過程具有較好的韌性度及較好的精密度不會引起由于刀具的誤差而形成的零件誤差。T03為切斷刀。加工毛坯選擇了60mm的棒料，加工車床選用了自定心三爪卡盤，加工完成后需要對工件進行切削。根據(jù)零件圖紙和加工要求，需使

9、用三把刀具：外圓車刀T01、螺紋車刀T02、切斷刀T03。具體工藝卡見表4-1。表4-1 刀具卡單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號螺桿加工工藝分析固定螺桿工序程序編號夾具名稱加工設(shè)備O0001自定心三爪卡盤數(shù)控車床CK6140序號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格（）轉(zhuǎn)速（r/min）進給速度 /r背吃刀量（）備注1外圓車刀T0190°車刀8500.512螺紋車刀T025000.30.53切斷刀T03寬5mm切刀刀5000.15420粗銑刀T04直徑20平銑刀10000.5510精銑刀T05直徑10銑刀16000.5五、固定螺桿加工工藝卡制定固定螺桿的加工工藝卡，見表5-1。表5-1 固定螺

10、桿加工工藝卡零件圖號固定螺桿加工工藝機床型號CLK6140D車床零件名稱固定螺桿TLV-600CNC工藝內(nèi)容機床選用轉(zhuǎn)速切削量工序1粗車精車251812外圓端面CLK6140D車床8000.4工序2粗精車M12螺紋CLK6140D車床8000.4工序3粗精車外圓端面導(dǎo)角CLK6140D車床10000.12工序4切斷CLK6140D車床3000.1工序5粗精車圓柱端面TLV-600CNC16000.4工序6粗精車18上平面TLV-600CNC16000.4六、UG建模（一）固定螺桿UG NX 建模 1建立準基和基本毛坯 建立準基和基本毛坯如圖6-1所示。圖6-1 建立毛坯基準2拉伸 以圖6-1上

11、表面為基準建立新的基準建立新的圓柱，如圖6-2所示。 圖6-2 拉伸形成三圓柱3建立螺紋 在圖5-2的基礎(chǔ)上建立螺紋，如圖6-3所示。 圖6-3 建立螺紋4做平面 在5-3的基礎(chǔ)上做出平面，如圖6-4所示。圖6-4 工件實體（二）固定螺桿UG NX自動編程 銑平面，形成刀軌如圖6-5。圖6-5 形成刀軌總結(jié) 根據(jù)本文的寫作和固定螺桿的加工工藝過程中，出現(xiàn)了很多問題,在選擇數(shù)控車床上，最初開始選擇普車進行加工,加工后的固定螺桿的精確度較低。在加工過程中，運用了CAM編程，在加工過程中第一次在人工編程上出現(xiàn)了多個錯誤，導(dǎo)致了加工過程中出現(xiàn)了多次誤差，錯誤如下：在編程及加工時沒有補償?shù)堆a，導(dǎo)致加工后

12、的固定螺桿出現(xiàn)了較大的誤差，在換刀過程中,由于沒有準確的對刀，導(dǎo)致螺紋及外輪廓出現(xiàn)了明顯偏差。在本文的完成過程中及螺桿的制作過程中，對工件的初步裝夾的也有具體要求，在裝夾毛坯的過程中對零件的伸出長度有了明確的了解，數(shù)控技術(shù)是數(shù)控技術(shù)的重要組成部分，其降低了傳統(tǒng)加工工藝的難度和人力投入成本，合理的加工工藝編制，加工程序的編制保證了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。參考文獻1 劉力.機械制圖.高等教育出版社.2004年7月第二版2 鄧建新,趙軍.數(shù)控刀具材料選用手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,2005.3 顧京/數(shù)控機床加工程序編制.機械工業(yè)出版社.2007年2月第三版4 趙長旭.數(shù)控加工工藝.西安電子科技大學(xué)出版社

13、.2006年1月第一版5 錢東東.使用數(shù)控編程與操作.北京大學(xué)出版社.2007年12月第一版6 蘇建修.機械制造基礎(chǔ).機械工業(yè)出版社.2006年3月第二版7 田春霞,數(shù)控加工技術(shù)M.北京:機械工業(yè)出版社,2002.8 張超英.數(shù)控編程技術(shù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.9 鄭紅,等.數(shù)控加工編程與操作M.北京:北京大學(xué)出版社,2005.10趙長明.數(shù)控加工工藝及設(shè)備M.北京:高等教育出版社,2003.謝 辭本次的畢業(yè)設(shè)計，大學(xué)三年學(xué)習(xí)的知識得到了一次全面的綜合運用，通過本次論文寫作，把教學(xué)課堂上學(xué)到的知識從新鞏固了一次，對實際生產(chǎn)加工有了深刻的認識。數(shù)控編程加工給予我很大的興趣，對今后在工

14、作中工作都有很大的幫助，也堅定了以后從事數(shù)控技術(shù)的工作方向。本次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，特別感謝我的指導(dǎo)老師。在畢業(yè)論文中也存在有不足的地方，希望老師們能夠諒解，謝謝。最后祝老師身體健康。 感謝安徽蚌埠中集安瑞科壓縮機有限公司的大力支持，感謝企業(yè)指導(dǎo)老師。附錄數(shù)車程序單 %O0001 程序號 N1 T0101 調(diào)用1號車刀，N2 G00 X100 Z100 換刀點 N3 M03 S850 正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為850r/min G00 X32 Z5 N4 G71 U1 R2 粗車循環(huán)(吃刀量1mm，循環(huán)起始位置5，循環(huán)結(jié)束11半徑值退刀量2mm）N41 G71 P5 Q15 F0.15N5 G01 X12

15、 快速走刀至第一切削起點N6 G01 Z-20 F0.5 螺紋結(jié)束位置N7 X18 N8 Z-30 N9 X25N10 Z-45 N11 X32N13 Z-45 粗車25外圓至27.5mm，進給速度0.5mm/r N14 X32 X向退刀 G70 P5 Q15 F0.05 精加工外圓N15 G00 X100 Z100 Z向退刀至加工起點N15 M06 T0202 （換螺紋刀）N16 M03 S500 （主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500）N17 G00 X12 Z5 (加工螺紋起始位置)G76 X12 Z-20 I0 K0.625 D0.5 F0.3 (螺紋最終坐標X12 Z-20，I0圓柱子螺紋，牙高0.

16、625，第一次切屑深度0.5,進給速度0.15)G00 X100 Z100N14 G54 G90 G49 G80 G00 X100 Z100N15 M06 T0404 （換切斷刀）N16 M03 S500 （主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500）N17 G00 X30 Z-40 (切斷位置)G01 X-2 F0.15 （已切斷）G00 X100 Z100M05 （主軸停止）M30 （程序結(jié)束） 自動編程銑平面N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90( TOOL - 0 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 5. )N104 T0 M6N106 G0 G90

17、G54 X-10. Y15. A0. S1000 M3N108 G43 H1 Z50.N110 Z10.N112 G1 Z-2. F0.N114 G42 D1 X-5. F1000.N116 G2 X0. Y10. R5.N118 G1 Y5.N120 G3 X5. Y0. R5.N122 G1 X15.N124 G3 X20. Y5. R5.N126 G1 Y15.N128 G3 X15. Y20. R5.N130 G1 X5.N132 G3 X0. Y15. R5.N134 G1 Y10.N136 G2 X-5. Y5. R5.N138 G1 G40 X-10.N140 G0 Z50.N1

18、42 Y15.N144 Z8.N146 G1 Z-4. F0.N148 G42 D1 X-5. F1000.N150 G2 X0. Y10. R5.N152 G1 Y5.N154 G3 X5. Y0. R5.N156 G1 X15.N158 G3 X20. Y5. R5.N160 G1 Y15.N162 G3 X15. Y20. R5.N164 G1 X5.N166 G3 X0. Y15. R5.N168 G1 Y10.N170 G2 X-5. Y5. R5.N172 G1 G40 X-10.N174 G0 Z50.N176 Y15.N178 Z6.N180 G1 Z-6. F0.N182 G42 D1 X-5. F1000.N184 G2 X0. Y10. R5.N186 G1 Y5.N188 G3 X5. Y0. R5.N190 G1 X15.N192 G3 X20. Y5. R5.N194 G1 Y15.N196 G3 X15. Y20. R5.N198 G1 X5.N200 G3 X0. Y15. R5.N202 G1 Y10.N204 G2